一.GPS全球定位系统的组成
（1）GPS卫星（空间部分）
由沿接近环形的地球轨道运行的24颗卫星组成，位于距地表20200千米的高空，均匀分布在6个轨道面上（每个轨道面4颗），轨道倾角55度。此外，还有4颗有源备份卫星在轨道运行。卫星分布使得全球任何地方、任何事件都可观测到4颗以上的卫星，并能保持良好的定位几何图象，这就提供在时间上连续的全球导航能力。
（2）地面监控系统（地面控制部分）
由1个主控站、5个全球监测站和3个地面控制站组成。5个监控站分布在世界各地，不间断追踪监控卫星，通过地面和卫星链接将原数据和导航信号传到主控站。主控站从各监测站手机跟踪数据，计算出卫星的轨道和时钟参数，然后将结果送到3个地面控制站。地面控制站在每颗卫星运行至上空，把这些导航数据及主控站指令注入到卫星。
（3）GPS信号接收机（用户设备部分）
GPS信号接收机根据射频信号的行驶时间测量卫星距离，根据一个简单数学原理（三维空间的三边测量）推断自身位置，当接收机捕获到跟踪卫星信号后，即可测量出接收天线至卫星的伪距离和距离的变化率，解出卫星轨道参数等数据。根据这些数据，接收机中的微处理计算机就可按定位解算方法进行定位计算，计算出用户所在地理位置的经纬度、高度、速度、时间等信息。
二、NMEA
（1）简介
NMEA协议是为了在不同GPS导航设备中建立统一的标准，NMEA协议有0180、0182、0183三种，0183是目前GPS接收机使用最广泛的协议。GPS接收机根据NMEA-0183协议标准规范，将位置、速度等信息通过串口传送到PC机、PDA等嵌入式设备中。
（2）NMEA-0183协议使用
| 命令 | 说明 |
| $GPGGA | 全球定位数据 |
| $GPGSA | 导航偏差和有源卫星 |
| $GPGSV | 卫星状态信息 |
| $GPRMC | 运输定位数据 |
| $GPVTG | 地面速度信息 |
| $GPGLL | 大地坐标信息 |
语句格式：$aaccc,ddd,ddd,...,ddd*hh<CR><LF>
$:帧命令起始位
aaccc:地址域，前两位为标示符，后三位为语句名
ddd...ddd:数据
*：校验和前缀
hh:校验和（check sum），$与*之间所有自负ASCII码的检验和各字节做异或运算，得到校验和后，再转换十六进制格式的ASCII字符
<CR><LF>:回车和换行
例如：$GPGGA,012440.00,3202.1798,N,11849.0763,E,1,05,2.7,40.2,M,0.5,M,*6F
时间：01时24分40秒
纬度：北纬32度02.1798分
经度：东经118度49.0763分
定位：1=（定位sps模式）0=（未定位）
应用卫星数：5个
HDOP:2.7米
海拔：40.2
海拔单位：M=米
WGS84水准划分：0.5
WGS84水准划分单位：M(米)
校验位：6F